Способ бестраншейного восстановления наружных трубопроводов и восстановленный трубопровод

Изобретение может быть использовано при строительстве и ремонте наружного трубопровода различного назначения, в т.ч. из стали, чугуна, бетона, стеклопластика, полимера, без его вскрытия. Осуществляют установку в трубу цилиндрического армирующего каркаса, имеющего упругость, обеспечивающую его плотное прилегание к внутренней поверхности трубопровода с учетом имеющихся геометрических дефектов и создание заданного напряжения армирующего каркаса. Каркас предварительно изготавливают путем переплетения стержней композитной арматуры с получением полотна композитной сетки с ячейкой размером от 50 мм до 200 мм и последующего его свертывания. Диаметр каркаса соответствует внутреннему диаметру восстанавливаемой трубы с учетом имеющихся ее геометрических дефектов, а длина соответствует длине восстанавливаемого участка трубопровода. При нанесении второго и последующих слоев кварц-цементной смеси на каждый предыдущий слой устанавливают дополнительный армирующий каркас. Изобретение обеспечивает высокую прочность и коррозионную стойкость восстановленного трубопровода, показатели свойств которого превышают соответствующие свойства нового трубопровода без нанесения на него армированного покрытия. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.

 

Группа изобретений относится к ремонту наружных трубопроводов различного назначения без вскрытия путем нанесения на трубу внутреннего покрытия. Восстанавливаемый трубопровод может быть изготовлен из любого материала, в т.ч. из стали, чугуна, бетона, стеклопластика, полимера.

Из уровня техники известны различные методы бестраншейного ремонта трубопроводов, например, из US 20160178108 А1, 23.06.2016 известен способ с использованием полимерного рукава с пропиткой связующим на основе эпоксидной смолы. В соответствии с этим способом внутрь восстанавливаемой трубы вводят рукав из радиально расширяемой полимерной сетки, на которую наносят защитный слой на основе эпоксидной смолы.

Однако данный метод не применим на раструбных трубопроводах, а также трубопроводах со значительным износом. Он не обеспечивает прочность внутреннего покрытия ввиду отсутствия необходимых прочностных свойств у полимерного рукава, при этом является очень дорогостоящим, в том числе ввиду низкой ремонтопригодности.

Наибольшее распространение получил способ покрытия внутренней поверхности трубопровода песчано-цементной смесью. Так, например, из RU 2037082 С1, 09.06.1995 известен способ нанесения цементно-песчаных покрытий на внутреннюю поверхность трубопровода методом центробежного набрызга.

Недостатком этого способа является неравномерность покрытия как по сечению, так и по длине трубопровода, неспособность облицовочных устройств наносить покрытие на поворотах (отводах), малая протяженность обрабатываемого участка в одном технологическом цикле, а также громоздкость применяемого оборудования.

Наиболее близким способом восстановления трубопровода бестраншейным методом является способ, раскрытый в RU 2324103 С1, 10.05.2008, в соответствии с которым производят очистку внутренней поверхности изношенной трубы от коррозии и нанесение на нее по меньшей мере одного слоя кварц-цементной композиции с помощью инерционного метателя, после чего осуществляют телеметрический осмотр восстановленной трубы. Новая труба формируется в канале ремонтируемого трубопровода, который используется как опалубка при изготовлении новой трубы, из последовательно нанесенных слоев, выполненных из полимерцементных композиций группы, каждый из которых несет в себе функциональное назначение и функциональные физико-механические характеристики и работает в окончательно сформированной трубе, как единая системная конструкция. Один из слоев может нести армирующую функцию за счет содержания в нем полиакриловой, углепластиковой или металлической фибры, заполняющей технологические борозды в ранее нанесенном покрытии с образованием продольных ребер жесткости.

Однако использование фибры в бетонах не образует прочный объемный упругий армокаркас, а способствует лишь увеличению трещиностойкости покрытия и не обеспечивает требуемую функциональную прочность восстановленного трубопровода.

Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении предлагаемой группы изобретений, является разработка технологии восстановления ветхого трубопровода практически любого назначения, обеспечивающей придание старой трубе новых свойств, а также создание восстановленного трубопровода с заданными характеристиками в соответствии с расчетами на основании существующих нормативных документов на армированные бетонные конструкции (СНиП, ГОСТ, СТО и т.д.).

Технический результат, получаемый при реализации предложенной технологии, заключается в повышении прочности и коррозионной стойкости внутренней части восстановленного трубопровода, показатели свойств которого превышают соответствующие свойства нового трубопровода, не имеющего армированное покрытие.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе бестраншейного восстановления наружных трубопроводов, включающем очистку внутренней поверхности трубы вскрытого участка трубопровода от коррозии, нанесение на нее по меньшей мере одного слоя кварц-цементной композиции с помощью инерционного метателя и телеметрический осмотр восстановленной трубы, в соответствии с предлагаемым способом после очистки внутренней поверхности трубы осуществляют установку в нее цилиндрического армирующего каркаса, имеющего напряжение от 9,4 Н/см2 до 19,1 Н/см2, который предварительно изготавливают из полотна композитной сетки с ячейкой размером от 50 мм до 200 мм, полученного путем переплетения стержней композитной арматуры и последующего его свертывания, при этом диаметр цилиндрического армирующего каркаса соответствует внутреннему диаметру восстанавливаемой трубы с учетом имеющихся ее геометрических дефектов, а длина соответствует длине восстанавливаемого участка трубопровода.

При необходимости нанесения второго и последующих слоев кварц-цементной смеси на каждый предыдущий слой устанавливают дополнительный армирующий каркас. Кроме того, при необходимости дополнительно проводят измерение механической прочности и гидравлические испытания восстановленной трубы.

Технический результат достигается также тем, что восстановленный бестраншейным методом наружный трубопровод, содержащий старую трубу в виде наружного слоя и расположенный внутри нее, по меньшей мере, один слой из кварц-цементной композиции, в соответствии с предлагаемым изобретением снабжен расположенным на внутренней поверхности старой трубы промежуточным слоем в виде цилиндрического армирующего каркаса, имеющего напряжение от 9,4 Н/см2 до 19,1 Н/см2, который выполнен из полотна композитной сетки с ячейкой размером от 50 мм до 200 мм из переплетенных стержней композитной арматуры.

При реализации предлагаемой технологии для осуществления ремонта значительного повреждения непосредственно в трубопроводе используются доступные и популярные строительные материалы, например портландцемент марки М500 по ГОСТ 10178-85, мелкозернистый кварцевый песок по ГОСТ 8736-93 и ТУ 39-1554-91.

Использованная для изготовления сетки композитная арматура представляет собой силовой стержень, определяющий ее физико-механические характеристики, с равномерно расположенным на поверхности и под углом к его продольной оси периодическим профилем, образованным намоткой на силовой стержень слоя непрерывного волокна, например стекловолокна, базальтового волокна, углеволокна, арамидного волокна или их комбинации. В качестве наполнителя композита используется термореактивная или полиэфирная смола.

Арматурные стержни могут иметь различный периодический профиль, обеспечивающий дополнительную прочность сцепления стержней с бетоном, в т.ч. после воздействия агрессивных сред.

Из стержней композитной арматуры, в соответствии с предлагаемым способом, изготавливают плетением полотно армирующей сетки с ячейкой размером от 50 мм до 200 мм в зависимости от диаметра восстанавливаемой трубы и толщины наносимого покрытия. Диаметр стержней и размер ячеек выбирают с учетом получения заданных свойств сетки при ее свертывании для получения объемного каркаса перед размещением внутри трубы. При условии технической возможности доступа к трубопроводу с его торцевой части используют непрерывное свернутое полотно армирующей сетки на всю длину восстанавливаемого трубопровода.

Армирующий каркас должен обладать расчетной прочностью и упругостью для формирования наносимого поверх него слоя из кварц-цементной композиции. Усилие, прижимающее сетку к внутренней поверхности трубы, определяемое упругостью изготовленного каркаса, должно гарантировать его плотное прилегание с учетом возможных геометрических дефектов внутренней поверхности трубопровода. Кроме того, создаваемое напряжение стержней каркаса внутри трубы при их изгибе обусловливает получение в бетонном слое, образованном на упругом каркасе, дополнительных условий для прочного его сцепления с поверхностью трубы и с армирующими стержнями каркаса.

Величину необходимого напряжения каркаса для обеспечения упомянутых выше его свойств, составляющую от 9,4 Н/см2 до 19,1 Н/см2, исходя из которого выбирают параметры армирующего каркаса, в частности, диаметр композитных стержней и размер ячеек, определяют предварительно опытным путем в зависимости от заданных свойств и назначения восстанавливаемого трубопровода. Толщину наносимого кварц-цементного слоя, конкретный состав кварц-цементной композиции, содержащей портландцемент, мелкозернистый кварцевый песок и, при необходимости, технологические добавки, количество слоев сетки и кварц-цементного слоя также выбирают в зависимости от технических требований к восстанавливаемому трубопроводу.

Расчет характеристик восстановленного трубопровода проводят в соответствии с требованиями к армированным бетонным конструкциям согласно действующим нормативам.

Сочетание упомянутых выше характеристик слоев обеспечивает расчетную прочность готовой трубы в соответствии с принятыми нормативными документами.

Нанесение поверх арматурного каркаса слоя кварц-цементной композиции осуществляют с помощью инерционного метателя путем центробежного набрызга кварц-цементной смеси (цементно-песчаного раствора). Минимальная толщина защитного слоя зависит от диаметра и материала труб, а требуемая - от возраста труб, толщины стенки и физического состояния.

Выбранная толщина слоя достигается изменением скорости передвижения метательного агрегата в трубе при постоянных значениях производительности насоса, подающего цементный раствор, и скорости вращения метательной головки.

Предлагаемый способ восстановления трубопровода реализуют в нескольких этапов:

1. Локализация места проведения работ.

2. Телеинспекция и дефектовка, в ходе которой осуществляют определение и устранение дефектов внутренней поверхности, препятствующих установке каркаса армирующей сетки.

3. Механическая и/или гидравлическая очистка трубопровода.

4. Установка предварительно изготовленного цилиндрического армирующего каркаса из композитной арматуры в виде свернутого полотна композитной сетки с ячейкой размером от 50 мм до 200 мм, полученного из стержней композитной арматуры, с заданной прочностью и упругостью на всю длину участка трубопровода, которая соответствует необходимым технологическим характеристикам трубопровода.

5. Визуальная оценка прилегания первого слоя из композитного каркаса, оценка и устранение возможных деформаций каркасного слоя вследствие неровностей старого трубопровода.

6. Нанесение второго слоя из кварц-цементной смеси инерционным метателем слоем 10-20 мм и закрытие участка на 24 часа с целью обеспечения стабильного процесса гидратации кварц-цементной смеси.

7. Подготовка к завершению работ, повторная телеинспекция, дефектовка слоя, при необходимости проведение гидравлических испытаний в соответствии с требованиями к готовому трубопроводу.

В зависимости от требуемых характеристик кварц-цементный армированный слой можно наносить повторно, многократно, достигая тем самым требуемых характеристик восстановленного трубопровода. При этом старый трубопровод, который использовался в качестве первичного футляра для строительства трубопровода на момент начала эксплуатации, утрачивает свою значимость и его дальнейшее состояние не оказывает влияния на трубопровод.

Композитный трехмерный каркас не подвержен коррозии, а восстановленный с его использованием трубопровод практически не подвержен старению и ухудшению его эксплуатационных характеристик в течение всего срока эксплуатации, срок его службы ограничен исключительно его пропускной способностью. Состояние старого трубопровода и тип трубы для предложенной технологии его восстановления практически не имеют значения, при этом, например, безнапорный трубопровод можно сделать напорным. Трубопровод обладает высокой ремонтопригодностью без использования технически сложного специализированного оборудования в случае техногенного повреждения.

Предлагаемая технология используется при любой глубине залегания труб, не зависит от типа грунтов, окружающих трубопровод. Она обладает относительной простотой технического выполнения и низкой стоимостью ремонтных работ, значительно меньшей, чем стоимость нового строительства. Тонкая и гладкая поверхность облицовки обеспечивает снижение гидравлического сопротивления и потерь напора в трубопроводах. После нанесения покрытия трубопровод может быть пущен в эксплуатацию через 3-5 суток, при этом покрытие остается стабильным в течение 50 лет эксплуатации, а со временем свойства защитного покрытия только улучшаются, оно становится более плотным, похожим на камень, что обеспечивает его стабильные гигиенические и бактерицидные свойства.

1. Способ бестраншейного восстановления наружных трубопроводов, включающий очистку внутренней поверхности трубы вскрытого участка трубопровода от коррозии, нанесение на нее по меньшей мере одного слоя кварц-цементной композиции с помощью инерционного метателя и телеметрический осмотр восстановленной трубы, отличающийся тем, что после очистки внутренней поверхности трубы осуществляют установку в нее цилиндрического армирующего каркаса, имеющего напряжение от 9,4 Н/см2 до 19,1 Н/см2, который предварительно изготавливают из полотна композитной сетки с ячейкой размером от 50 мм до 200 мм, полученного путем переплетения стержней композитной арматуры и последующего его свертывания, при этом диаметр цилиндрического армирующего каркаса соответствует внутреннему диаметру восстанавливаемой трубы с учетом имеющихся ее геометрических дефектов, а длина соответствует длине восстанавливаемого участка трубопровода.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при нанесении второго и последующих слоев кварц-цементной смеси на каждый предыдущий слой устанавливают дополнительный армирующий каркас.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно проводят измерение механической прочности и гидравлические испытания восстановленной трубы.

4. Восстановленный бестраншейным методом наружный трубопровод, содержащий старую трубу в виде наружного слоя и расположенный внутри нее по меньшей мере один слой из кварц-цементной композиции, отличающийся тем, что он снабжен расположенным на внутренней поверхности старой трубы промежуточным слоем в виде цилиндрического армирующего каркаса, имеющего напряжение от 9,4 Н/см2 до 19,1 Н/см2, который выполнен из полотна композитной сетки с ячейкой размером от 50 мм до 200 мм из переплетенных стержней композитной арматуры.



 

Похожие патенты:
Группа изобретений относится к облицовочному материалу для трубопровода и к способу облицовки трубопровода. Облицовочный материал инвертируется для того, чтобы быть вывернутым наизнанку для облицовки трубопровода P.

Изобретение относится к технологии нанесения покрытия на внутреннюю поверхность длинных трубопроводов, в частности дюкеров. Внутрь трубопровода вводят трубообразный рукав из волокнистого материала, пропитанного отверждаемым связующим и заключенного в гибкую оболочку из полимерного материала.

Изобретение относится к газовой промышленности и предназначено для временного перекрытия сечения газопровода при производстве ремонтно-восстановительных работ с помощью герметизирующих пробок, а именно к композициям для изготовления пробок.

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту и может быть использована для ремонта подводных трубопроводов, например, проходящих с берега в морские сооружения или между морскими сооружениями.

Группа изобретений относится к трубопроводному транспорту и может быть использована при восстановлении и покрытии внутренней поверхности трубопроводов. Устройство для установки компактной трубы (КТ) в трубопровод включает в себя адаптер (4), содержащий средства для разъемного соединения соединительной части с адаптером (4), и средства для прикрепления адаптера (4) к первому концу компактной трубы (КТ).

Изобретение относится к способам бестраншейного ремонта водопропускных систем. Способ заключается в установке трубы 18 на изношенном участке 1 и в этапном проведении ремонтных работ.

Изобретение относится к способам бестраншейного ремонта водопропускных систем. Способ заключается в установке трубы 18 на изношенном участке 1 и в этапном проведении ремонтных работ.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и предназначено для восстановления изношенных трубопроводов. Согласно изобретению в способе восстановления трубопровода при его осмотре выявляют участки с износом более 10%, формируют силовой слой на наружной поверхности изношенных участков, производят очистку внутренней поверхности изношенных участков и наносят грунтовочно-тампонажное покрытие на очищенную внутреннюю поверхность после достижения 70% проектной прочности наружного силового слоя.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для ремонта трубопровода путем введения внутрь трубы манжеты с целью уплотнения в них мест утечки. Внутренняя уплотнительная манжета (11) содержит согнутую кольцеобразно и имеющую возможность расширения стальную ленту (2), части (3, 4) которой перекрывают друг друга в окружном направлении.

Группа изобретений относится к ремонту трубопроводов. Сегмент для восстановительной трубы содержит внутреннюю поверхностную пластину, образующую внутреннюю окружную поверхность, боковые пластины и торцевые пластины, обеспеченные вертикально на периферийном крае внутренней поверхностной пластины.

Изобретение может быть использовано при упрочнении режущих рабочих органов машин для измельчения соломы и зеленой массы растений. На тыльную часть лезвия предварительно наносят путем электроискрового легирования спеченный вольфрамо-кобальтовый сплав и затем упрочняющую шихту.

Изобретение относится к области ремонта сосудов, работающих под давлением и содержащих на корпусе дефекты в виде вмятин, и может быть использовано в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение может быть использовано при восстановлении изношенных и упрочнения деталей типа тел вращения из электропроводных алюминиевых или медных сплавов. На восстанавливаемой поверхности размещают стальную армирующую тканую сетку, приводят во вращение деталь с одновременным пропусканием импульсов сварочного тока, достаточного для нагрева ее поверхности электроконтактным методом до пластичного состояния сплава.

Изобретение относится к способу и оборудованию для наплавки металлической детали (202) турбореактивного двигателя летательного аппарата, содержащей множество подлежащих наплавке металлических частей (203, 204).

Изобретение относится способу ремонта трубы с продольном швом. Ремонт включает обнаружение дефекта, выборку дефекта и заплавление выборки.

Изобретение относится к способу ремонта компонента газовой турбины и компоненту газовой турбины, подвергнутому ремонту указанным способом. Проводят алитирование субстрата (4) с образованием диффузионного слоя (6) глубиной от 150 до 300 мкм и покрывающего слоя (7) толщиной 100 мкм на диффузионном слое (6).

Изобретение относится к ремонту компонентов газотурбинного двигателя, выполненного из суперсплава с высоким содержанием гамма-штрих фазы. После досварочной подготовки основного металла ремонтируемого компонента осуществляют нанесение переходного слоя путем сварки плавлением с использованием первого присадочного материала, на основе никеля, содержащего от около 0,05 до около 1,2 вес.

Изобретение относится к способу восстановления элемента турбомашины. Способ включает следующие этапы: настройку (50) установки для лазерного плакирования; подготовку (11) подлежащей восстановлению части элемента турбомашины путем удаления поврежденного объема элемента; поворот элемента турбомашины относительно установки для лазерного плакирования; восстановление (12) поврежденного объема с помощью лазерного плакирования для получения восстановленного объема в поврежденном элементе; применение (13) термической обработки к восстановленному объему элемента турбомашины; выполнение (14) чистовой обработки поверхности восстановленного объема и неразрушающее тестирование (15) восстановленного объема.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к восстановлению поверхности изделий концентрированными источниками энергии, и может быть использовано в производстве для восстановления изношенных внутренних цилиндрических поверхностей, например гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, поршневых колец, шлицевых втулок, посадочных отверстий под подшипники буксы железнодорожных вагонов.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к области обработки металлов резанием, и может быть использовано в трубном производстве. В способе операцию точения выполняют без разборки клети в два этапа, на первом этапе последовательно точат все дисковые ножи каждого ряда по периферии, на втором этапе производят подрезание торцов дисковых ножей, обеспечивающее точные расстояния между соседними ножами и заданное осевое смещение верхних ножей относительно нижних, при этом на всех этапах точение рабочих поверхностей ножей выполняют от режущих кромок с глубиной черновых переходов 0,1 мм, получистовых - 0,07 мм, чистовых - 0,03 мм, подачей 0,03-0,05 мм/об и скоростью резания 70-100 м/мин, а перед чистовой обработкой резцовые вставки заменяют на новые, Точение осуществляют резцами из сверхтвердых материалов на основе нитрида бора.
Изобретение относится к области технологии машиностроения, а именно к восстановлению изношенных в процессе эксплуатации рабочих поверхностей крупногабаритных тел вращения и может быть использовано, в частности, для восстановления изношенных поверхностей катания железнодорожных колес. Способ включает наплавку слоя металла на изношенную поверхность колеса колесной пары с последующим восстановлением заданного размера колеса и профиля поверхности катания, при этом восстановление заданного размера колеса и профиля поверхности катания осуществляют электрохимической обработкой при плотности тока не менее 30-40 А/см2 за один проход путем подачи по меньшей мере одного электрода-инструмента, рабочий профиль которого соответствует профилю поверхности катания колеса, к оси вращения колесной пары перпендикулярно ей в среде электролита, подаваемого в межэлектродный зазор, образованный рабочей поверхностью электрода-инструмента и обрабатываемой поверхностью колеса, причем рабочий межэлектродный зазор выдерживают в пределах 0,07-0,5 мм. Изобретение обеспечивает высокую точность восстановления поверхностей катания железнодорожных колес. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение может быть использовано при строительстве и ремонте наружного трубопровода различного назначения, в т.ч. из стали, чугуна, бетона, стеклопластика, полимера, без его вскрытия. Осуществляют установку в трубу цилиндрического армирующего каркаса, имеющего упругость, обеспечивающую его плотное прилегание к внутренней поверхности трубопровода с учетом имеющихся геометрических дефектов и создание заданного напряжения армирующего каркаса. Каркас предварительно изготавливают путем переплетения стержней композитной арматуры с получением полотна композитной сетки с ячейкой размером от 50 мм до 200 мм и последующего его свертывания. Диаметр каркаса соответствует внутреннему диаметру восстанавливаемой трубы с учетом имеющихся ее геометрических дефектов, а длина соответствует длине восстанавливаемого участка трубопровода. При нанесении второго и последующих слоев кварц-цементной смеси на каждый предыдущий слой устанавливают дополнительный армирующий каркас. Изобретение обеспечивает высокую прочность и коррозионную стойкость восстановленного трубопровода, показатели свойств которого превышают соответствующие свойства нового трубопровода без нанесения на него армированного покрытия. 2 н. и 2 з.п. ф-лы.

Наверх